En lo infinito de los cielos

En abril de 1990 la NASA puso en órbita un gigantezco telescopio espacial que hoy gira sobre nuestras cabezas a 613 kilómetros de altura. La ventaja de tener un telescopio en el Cosmos es que así se evita el gran estorbo que representa la atmósfera terrestre interpuesta entre las estrellas y nuestros ojos. Las fotografías obtenidas por "Hubble" (así se llama este coloso de la tecnología) son en efecto de una extraordinaria nitidez comparadas con aquellas que se pueden tomar desde observatorios terrestres.

El nombre, Hubble, se escogió en honor al astrónomo norteamericano Edwing Powell Hubble (1889-1953) quien realizara durante los años veintes el descubrimiento astronómico más impactante de nuestros tiempos, a saber, que el universo se expande y que lo hace a una velocidad asombrosa.

En tiempos de Hubble los astrónomos no conocían el concepto de galaxia, creían que las estrellas estaban distribuidas en todo el universo en la forma en que lo están en nuestra galaxia, esto es, en forma de una espiral aplastada. A Hubble se le antojó que una cierta y misteriosa nebulosa llamada Andrómeda, no era tal sino más bien un conglomerado de estrellas compuesto por miles de millones de ellas, pero tan distantes de nostros que no podíamos vislumbrar estrellas por separado sino una imagen difusa, de ahi que la confundiésemos con una nebulosa. Esta idea implica inmediatamente otras dos: (1) La Nebulosa de Andrómeda está a una distancia mucho mayor de lo que se pensaba. (2) Si ella resultaba ser lo que Hubble imaginaba, es decir, una galaxia, entonces deberían existir otras muchas galaxias en el universo... ¡Entre ellas la nuestra!

Hoy se da por sentado que el universo es, en efecto, inconmesurablemente mayor de lo que se calculaba a principios del siglo XX, que nuestra galaxia, la Via Lactea, es solo una de entre cientos de miles de millones, que la misteriosa "nebulosa" de Andrómeda es en efecto una galaxia, un poco mayor que la nuestra, de hecho nuestra vecina más próxima situada a "solo" 2 millones de años luz de nosotros.

Una vez establecida la nueva visión del universo, los astrónomos se dieron a la tarea de identificar galaxias, catalogarlas y medir las distancias que nos separan de ellas. Es oportuno apuntar que medir la distancia a una estrella (y mucho más a una galaxia) no es tarea fácil. Todo cuanto podemos ver de una estrella es un punto brillante, no podemos ver su forma ni su tamaño real, solo su brillo; pero sabemos que existen estrellas de diversos tamaños y de diversas luminocidades, de modo que el brillo no nos proporciona una medida segura de su distancia; una estrella puede revelársenos más brillante, no porque esté más cerca, sino simplemente porque emite una mayor cantidad de luz. Una estrella más brillante puede estar mucho más lejos que una menos brillante.

Los astrónomos se valen de métodos indirectos, muy ingeniosos, para determinar la distancia que nos separa de un objeto celeste dado; uno de ellos es el analisis espectroscópico. En base a este tipo de analisis, Hubble descubrió que una gran mayoría de las galaxias distantes se mueven alejándose de nosotros. También descubrió que cuanto más lejos está una galaxia, más rápido se aleja de nosotros, que de hecho dicha velocidad es proporcional a la distancia que nos separa de ella. Esto es lo que hoy se conoce como Ley de Hubble y la constante de proporcionalidad, constante de Hubble (H). La busqueda del valor de H es un caso de estudio en la astronomía contemporanea.

Es un hecho inevitable (salido de la observación y que se reafirma en observaciones ulteriores) que las galaxias se alejan de nosotros a velocidades vertiginosas. Es una realidad feaciente y como tal, merece una explicación.

En primer lugar no es necesariamente cierto que nosotros estemos ubicados en el "centro del universo". Las galaxias no se están alejando "de nosotros", sino se están alejando "entre sí". Cualquier observador ubicado en cualquier parte del universo, obtendría el mismo resultado aparente, o sea, notaría que las galaxias se alejan de él a una velocidad que es proporcional a la distancia que lo separan de sí.

La conclusión inmediata es que es el espacio mismo quien se está espadiendo, a lo que sigue que en algún momento el universo todo tuvo un tamaño mínimo, es decir, el universo no es eterno sino que tuvo un origen. Esto es lo que se conoce como teoria del Big Bang, una teoría que ha venido desarrolládose desde 1917 con la contribución de muchos genios y que surgió, no como explicación a las observaciones de Hubble, sino como consecuencia de las ecuaciones de la teoria de la Relatividad de Einstein (1905). El descubrimiento de Hubble (1929) viene más bien a confirmar estas ideas que de hecho se venian desarrollando desde mucho antes.

La teoría del Big Bang no es pues una idea trivial, sino por el contrario una teoría extremadamente compleja. En un inicio tuvo detractores, entre ellos el astrónomo norteamericano Thomas Gold (1920- ) con su teoria del "Estado Estacionario". Hoy en dia, sin embargo, la teoria del Big Bang goza de aceptación general y se ha ido perfeccionando con el aporte de las observaciones más recientes.

Dicho de forma simple, esta teoría establece que unos 15 ó 20 mil millones de años atrás, el universo todo estaba concentrado dentro de un cuerpo de dencidad infinita y temperatura máxima. Eventualmente este cuerpo explotó y comenzó a espandirse creando el espacio y el tiempo. Durante el primer segundo despues de la "gran explosión", comenzaron a formarse las partículas subatómicas, luego los átomos y así hasta las galaxias. Nuestro espacio continúa expandiéndose desde entonces.

La teoría del Big Bang no se ocupa de qué ocurrió "antes" de la gran explosión. Por una parte, tal planteamiento carece de sentido toda vez que el tiempo mismo comenzó en ese instante. Por otra parte, todas las leyes de la Física se quiebran en ese punto, de modo que aún cuando tuviera sentido, ninguna teoría física podría ocuparse de ello pues ni siquiera conocemos las leyes físicas que gobernaban "entonces".

Lo que sí ocupa a los científicos de hoy es qué pasará con el universo en un futuro lejano. Este podría continuar expandiéndose indefinidamente hasta que fuera imposible observar una sola estrella en el universo, o podría en un momento dado detener la expansión para comenzar a contraerse nuevamente y morir en un "big crunch", para eventualmente volver a nacer en un próximo "big bang".

También les ocupa la cuestión de cuan grande es el universo en estos momentos, si existe un límite, si su masa total es finita y cual es su valor. Sin embargo, la Ley de Hubble impone un cierto límite al universo que nos es dado observar. En efecto, si las galaxias se alejan de nosotros más rápido cuanto más alejadas están, y puesto que la teoría de la Relatividad de Eistein impone un limite a esa velocidad (la velocidad de la luz, c = 300 mil km/s), entonces resulta físicamente imposible observar objetos que estén tan alejados de nosotros que en consecuencia (por la Ley de Hubble) su velocidad de alejamiento sea igual a la velocidad de la luz. Tales objetos pudieran existir, pero su luz nunca nos alcanzaría y por tanto nunca pudiéramos conocer de su existencia.

De modo que no solo tenemos un comienzo o momento de creación para nuestro universo, sino que además tenemos un limite a nuestro conocimiento de él, impuesto por la imposibilidad inescapable de asomarnos más allá.